Надежный будильник на STM32f103

[MsDemonid]

Всем привет!
Есть задумка, в доставшийся старый корпус от советских часов "Электроника" (очень уж красив) впихнуть что-то современное, например stm32f102RCT6.
Вопрос только в одном - будильник. Он должен срабатывать даже при отключении питания. А в этом у меня опыта нет то слова совсем, никогда не занимался вопросами энергопотребления.
Как вы думаете, работоспособна ли следующая схема:
1) Помимо RTC питание с батарейки ("таблетки") заводится и на МК, через диод шотки разумеется.
2) При отключении внешнего питания МК уходит в режим standby, задав пробуждение по прерыванию RTC.
3) При сработке будильника RTC, МК включает минимум периферии (тактирование, ЦАП) и проигрывает сигнал. Определив, что внешнего питания нет, уходит в standby.

Собственно вопросы:
1) Хватит ли питания от простой "таблетки", через диод шотки) для проигрывания сигнала? Там ведь еще "усилитель" будет (простой, на транзисторе). Может для такого случая лучше УМС-8 использовать?
2) Я правильно понял, что перед уходом в режим standby нет нужды выключать периферию, поскольку всё в МК по сути обесточивается, кроме схем слежения за RTC или WAKEUP?
3) Может вместо "таблетки" воткнуть старый аккумулятор от телефона, через китайскую плату зарядки? Но тогда придется стабилизатор на 3В ставить?
4) Как МК может определить наличие/отсутствие внешнего питания? На ум приходит резистивный делитель, подобранный под логическую "единицу" на вход МК. Есть лучшие решения?

[1en2]

Для часов, которые в основном воткнуты в розетку, нет большого смысла гоняться за малым потреблением, если отключать только индикацию, то лития хватит и на неделю автономного хода....т.е. бп выдаёт 4,00 на зарядку лития постоянно, часы могут просто работать в штатном режиме со своими будильниками, а индикацию при желании включать кнопочкой на посмотреть...никаких спящих режимов можно не делать...

то, что зарядка идёт малым током, тоже малозначительно....сеть обычно всегда есть...
===
возможен и вариант просто питания от лития, а литий на постоянном подзаряде до 4.00 с током больше, чем ток часов (напр. 50 мА)

[MsDemonid]

Спасибо, идея ясна. Буду ориентироваться на эту схему. Но все же буду контролировать отключение от внешнего питания, для отключения некоторой периферии. Может тогда и простых батареек хватит (в принципе в корпусе хватит места и под крону, если уж на то пошло).
----------------
У меня сейчас есть часы на PIC, которые питаются от китайской платы зарядки акумулятора (на выход плата выдает 5 вольт), с точно такими же индикаторами. Так вот, если аккумулятор заряжен, то все нормально. Но, стоит ему немного разрядиться, то из-за возросших токов плата просто не выдерживает и выдает на выход 1-3 вольта. Замер токов показал, что при напряжении 4.6В часики кушают 240 mA, а при 4.9В уже 300 mA. Плата зарядки дает на выход примерно 5.2В, так что часики будут кушать еще больше, примерно 320 mA. Прибавьте сюда ток заряда для разряженного аккумулятора (я так думаю до 1A) и получается, что зарядник нужен на 2 A. Что-то многовато. Так что вариант питания от лития мне кажется не подойдет, очень уж индикаторы прожорливые.

[MsDemonid]

Набросал схему питания устройства. Включение батареи взято из какого-то патента ГДР, только транзисторы заменены на подходящие. Хотелось бы услышать критику и пожелания, сам я в этом деле не силен.

изображение_2021-08-06_124026.png

(11.9 КБ) 314 скачиваний

[GARMIN]

Ерунда эта схема. Полевой транзистор никогда не откроетя до насыщения, 2-4 вольта будет на нём падать. Ищи другую схему.

[240265]

GARMIN, Если батарейку на 9 вольт влупит , то откроется

Добавлено after 1 minute 23 seconds:
Но это только про транзистор. Остальное муть.

[MsDemonid]

[uquote="GARMIN",url="/forum/viewtopic.php?p=4071848#p4071848"]Ерунда эта схема. Полевой транзистор никогда не откроетя до насыщения, 2-4 вольта будет на нём падать. Ищи другую схему.[/uquote]
Почему не откроется? Напруги не хватит? А если заменить на полевик с меньшим напряжением открытия? Есть ведь такие?
В принципе полевик можно заменить обратно на p-n-p биполярник. Тот гарантированно будет работать, правда падение напряжения будет, на вскидку, через два перехода не менее 2 вольт. Тогда лион отпадает, остается крона.

-------------------------
Я программист, а не электронщик. Где-то чего-то нахватался и ради удовольствия леплю всякую фигню для себя. Нет у меня нужного образования для понимания всех процессов и уже не будет. Потому и обращаюсь на форум за помощью. Форумы ведь для того и существуют, не так ли? Если уж у Вас нашлось время оставить комментарий, то хотя бы уделите минутку и поясните в чем ошибка схемы, в двух словах.

[1en2]

Все ваши задумки нам неизвестны, чтобы помогать.....Батарейка - длинная палочка - это +, а не жнд....если полевик П-канальный, то он может открываться по вашей схеме нормально при батарейке 3-9 В, но вот закрыться при 9 В и +5 на затворе не может...что за переключатель и какие токи по цепям - хз....
===
вы же программу под задание пишите, так и для схемы нужны исходные данные (что есть, чего надо и т.д.)....

[MsDemonid]

Ok.
Задумка проста, при отсутствии напряжения 5В транзистор КТ315 закрывается и на затвор полевика приходит земля, открывая его. Какая батарейка еще не определился, поэтому исхожу из диапазона 3-9 вольт. Соответственно:
- для батарейки в 3-4.2 вольта стабилизатор AMS1117 не нужен и на переключателе BATSW запаяю контакты 2-3, пустив напряжения напрямую в схему через диод.
- для батареек в 6-9 вольт переключатель запаяю как на схеме и напруга пойдет через стабилизатор AMS1117, хотя это лишнее энергопотребление.
Питаться от батареек будет только STM32f103, все остальное отключится, так что токи относительно небольшие.

Вопрос: почему полевик не закроется? Разница напруги на истоке и затворе велика?
А если вместо полевика использовать реле? Можно как то решить проблему слишком долгого переключения контактов? Твердотельные не предлагать - слишком дорогие, да и нет их у нас в городе.

PS: батарейка из DipTrace, так что претензии не ко мне, как он нарисовал, так я и заскриншотил. Разве что нужно было самому дорисовать плюс для ясности.

[240265]

MsDemonid, "......то хотя бы уделите минутку и поясните в чем ошибка схемы, в двух словах." Да не получится в 2-х словах. Необходимо знать работу компонентов и понимать работу всей схемы. Берите готовые , проверенные схемы и собирайте их.

Добавлено after 4 minutes 19 seconds:
И зачем изобретать "надежный будильник", когда изобретен мобильный телефон на аккумуляторе

[MsDemonid]

[uquote="240265",url="/forum/viewtopic.php?p=4072117#p4072117"]Да не получится в 2-х словах. Необходимо знать работу компонентов и понимать работу всей схемы. Берите готовые , проверенные схемы и собирайте их.[/uquote]Рад бы, но что-то не нашел. Почти везде используют простой диод, поскольку резервное питание ниже рабочего. Для меня это не подходит.

[uquote="240265",url="/forum/viewtopic.php?p=4072117#p4072117"]И зачем изобретать "надежный будильник", когда изобретен мобильный телефон на аккумуляторе [/uquote]Угу, особенно мой. За последние пол года уже пару раз не срабатывал. Старость конечно сказывается, но на новый пока не заработал и не предвидится - сейчас больше по больницам мотаюсь, нежели работаю. Вот и сейчас на больничной койке, поэтому нет возможности попробовать различные идеи макетке.
Ну и плюс просто хочется найти решение. Во первых, самому интересно. А во вторых, мало ли где в будущем пригодится.

[240265]

Вот Вам направление.
БП 5В с УСБ --> китайская плата на ТР4056 + подключенный к ней литиевый аккумулятор --> стабилизатор 3,3В --> МК.

[MsDemonid]

Это я уже проходил на часах с PIC, в третьем посту упоминал. Искать более мощную плату не вижу смысла, наверняка цена будет неадекватной.

Ладно, не парьтесь. Раз все такие занятые, сам поищу рабочую схему, как только оклемаюсь малость и дорвусь до макетки

[240265]

Проблема из "воздуха". Если часы столько жрут , то придется ставить и мощную зарядку , и мощный аккумулятор.

Добавлено after 3 minutes 56 seconds:
На тр4056 зарядный ток регулируется.

Добавлено after 6 minutes 11 seconds:
Если 5В 2А проблема, снизьте ток заряда до 500мА . В сумме уложитесь в 1А.

[jcxz]

Для часов вполне хватит STM8L. ARM там совершенно излишен.
А на STM8L151 у меня один девайс уже почти год (с прошлой осени) непрерывно работает от пары AA-батареек. Причём на момент старта работы, на этой паре AA оставалось в сумме 2.55V (т.е. - почти дохлые). Работает девайс иногда во сне (с просыпанием он ног), иногда - в "low power run" режиме.
И никаких "диодов" или "стабилизаторов" ему не нужно.

PS: Да - пикалка в девайсе тоже имеется. Правда маломощная (пьезоизлучатель). Но я от такой просыпаюсь.
Громкость её можно и увеличить, подняв на нужное время напряжение на ней простым преобразователем, построенным на одном из таймеров МК.

[240265]

jcxz, Вы пост выше прочтите, ему нужен готовый проект.

[VladislavS]

[uquote="240265",url="/forum/viewtopic.php?p=4073738#p4073738"]ему нужен готовый проект.[/uquote]Эх! От сердца отрываю.

[MsDemonid]

[uquote="240265",url="/forum/viewtopic.php?p=4072310#p4072310"]Проблема из "воздуха". Если часы столько жрут , то придется ставить и мощную зарядку , и мощный аккумулятор.[/uquote]Нет никакой проблемы, без индикаторов часы будут кушать не более 100мА.

[uquote="240265",url="/forum/viewtopic.php?p=4072310#p4072310"]На тр4056 зарядный ток регулируется.[/uquote]Как вариант сгодится. Спасибо. Но я все же нашел схему под крону.

Добавлено after 2 minutes 4 seconds:
[uquote="jcxz",url="/forum/viewtopic.php?p=4073586#p4073586"]Для часов вполне хватит STM8L. ARM там совершенно излишен.[/uquote]Спасибо, но не годится
У меня помимо обычных семисегментных индикаторов есть еще tft-дисплей, куда выводятся показания датчиков температуры (по радиоканалам), атм. давление, дата и индикация состояния - какой будильник активен и его режимы работы (одноразово, ежедневно, раз в сколько то дней и тд.) и на котором производятся все настройки устройства (с человеческим меню, а не миганием индикаторов). Плюс к этому sd-карта, для выбора нормальной музыки будильника. И еще такие мелочи, как яркость индикаторов в зависимости от освещенности в комнате (уровни фоторезистора тоже настраиваются через меню). К тому же мне эти stm32f103 достались куча, по цене рублей в 15 за штуку, куда-то их все равно нужно девать, вот и пихаю в любой проект.

Добавлено after 1 minute 17 seconds:
[uquote="240265",url="/forum/viewtopic.php?p=4073738#p4073738"]jcxz, Вы пост выше прочтите, ему нужен готовый проект.[/uquote]
Это Вы глаза разуйте, мне нужна лишь надежная схема включения резервного питания, когда резервный источник имеет значительно большее напряжение, нежели основной. Я представил свой вариант, но мне даже не потрудились объяснить, почему он не заработает. Видимо для "специалистов" это ниже своего достоинства, объяснять новичкам теорию.
Все остальное я уже делал и опробовал в своих поделках ранее. Но вот в питании не силен. Впрочем, нашел старенькую книгу, там этих схем штук -дцать, на все случаи жизни. И главное, с объяснением, что, как и зачем.

Добавлено after 50 seconds:
[uquote="VladislavS",url="/forum/viewtopic.php?p=4073765#p4073765"][uquote="240265",url="/forum/viewtopic.php?p=4073738#p4073738"]ему нужен готовый проект.[/uquote]Эх! От сердца отрываю.[/uquote]

[COKPOWEHEU]

[uquote="MsDemonid",url="/forum/viewtopic.php?p=4074246#p4074246"]Нет никакой проблемы, без индикаторов часы будут кушать не более 100мА.[/uquote]
Сколько?! В режиме экономии энергии они должны потреблять единицы микроампер.

мне нужна лишь надежная схема включения резервного питания, когда резервный источник имеет значительно большее напряжение, нежели основной.

Самый дубовый вариант - реле.

[jcxz]

[uquote="MsDemonid",url="/forum/viewtopic.php?p=4074246#p4074246"]У меня помимо обычных семисегментных индикаторов есть еще tft-дисплей, куда выводятся показания датчиков температуры (по радиоканалам), атм. давление, дата и индикация состояния - какой будильник активен и его режимы работы (одноразово, ежедневно, раз в сколько то дней и тд.) и на котором производятся все настройки устройства (с человеческим меню, а не миганием индикаторов). Плюс к этому sd-карта, для выбора нормальной музыки будильника. И еще такие мелочи, как яркость индикаторов в зависимости от освещенности в комнате (уровни фоторезистора тоже настраиваются через меню).[/uquote]И что? Всё это нетрудно реализовать и на STM8. Лишь бы ног хватило. Ни одна из этих функций не требует быстродействия ARM-ядра.
1. Или у вас "нормальная музыка" хранится в MP3 и воспроизводится программным декодером на ARM?
2. Или всё-таки внешним аппаратным декодером в отдельном чипе?
Если 1-е - да, такое STM8 уже не потянет. Но сдаётся мне, что всё-таки 2-е....

Если что: У меня в одном проекте STM8 PMSM-двигателем управлял. ШИМ-ом по 3 фазам. Если вам это о чём-то говорит. А вы о каких-то TFT и SD....

[uquote="MsDemonid",url="/forum/viewtopic.php?p=4074246#p4074246"]К тому же мне эти stm32f103 достались куча, по цене рублей в 15 за штуку, куда-то их все равно нужно девать, вот и пихаю в любой проект.[/uquote]А! Ну тогда - другое дело. С этого и надо было начинать.

PS: Хотя лучше (имхо) всё-таки их продать (так как сейчас дефицит их) задорого, нуждающимся. И купить любой другой МК, более подходящий под проект. Да и просто это интереснее, ведь можно изучить много новых МК и их возможностей...